中考物理一轮复习第21讲《浮力的应用》知识点讲解+强化训练题（含答案）

1、PAGE 第21讲 浮力的应用21.1学习提要21.1.1 计算浮力的推导公式 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。（仅使用于物体漂浮或悬浮状态) 这是一个经常在浮力计算中用到的公式，熟练掌握这个公式，许多问题就可以迎刃而解。公式的推导过程如下以物体漂浮为例，如图21 - 1所示。图21-1F浮 = G物液gV排 = 物gV物故 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。物体如果处于悬浮状态，同理可证。 21.1.2 浮沉条件的应用1. 轮船轮船漂浮在水面，受到两个力的作用，根据漂浮条件，F浮=G总=G船+G货。轮船是用钢板焊成的空心体，比起相同质量的

2、实心钢材，能排开更多的水，从而产生巨大的浮力来平衡船体和所载的货物所受的重力。例如一艘排水量为30万吨的油轮，如果油轮自身质量为6万吨，那么它最多可装载24万吨的原油。 图21-2 图21-3 图21-42. 潜水艇如图21 - 2所示，当改变自重至F浮G总潜水艇上浮。其自重的改变是通过压缩空气跟水舱组合工作而实现的。3. 气球和飞艇如图21 - 3所示，气球和飞艇的升空和下降，主要是靠改变它们所受到的浮力大小和自重大小来实现的。它的主要部分是气囊，其内充的是密度较小的热空气或氦气。 4. 密度计如图21 -4所示，密度计可直接测量液体的密度，它根据漂浮条件F浮=G物而工作，所以它在不同的液体

3、中受到的浮力都相等，其排开液体的体积与液体密度之间的关系为 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。密度计的刻度有两个特点：第一，刻度越髙，密度越小；第二，刻度的间距不均匀，上面疏，下面密。可概括为八个字“上小下大，上疏下密”。密度计分为两种：一种叫比轻计，用于测定比水的密度小的液体密度；另一种叫比重计，用于测定比水的密度大的液体密度。5. 其他应用（1）利用盐水选种适当调配盐水的密度，这样使密度大于盐水的种子下沉，使密度小于盐水的种子漂浮，达到选种的目的。（2）测定血液密度取一滴血液滴入硫酸铜溶液里，若悬浮，则血液的密度等于该溶液的密度。（3）打捞沉船如图21 - 5所示

4、，打捞沉船时利用体积巨大的密封钢筒（浮筒）来打捞，往浮筒里注水使它下沉，若把浮筒与沉船拴牢后，将浮筒中的水排出，使所受浮力大于船重，沉船就可上浮了。图21-521.2 难点释疑21. 2.1利用浮力測定物质的密度在实验中，由于器材的缺少，不能用常规的方法测密度，如缺少天平或缺少量筒等。而前面所学的浮力知识中，可以找到V排与V物（或F浮与G物）的关系。方法一：用弹簧测力计测得物体重力为G，物体全部浸没在液体后弹簧测力计的示纹变为F。则G=物gV = 1 * GB3 F浮=G-F=液gV = 2 * GB3 = 1 * GB3 / = 2 * GB3 得到 QUOTE * MERGEFORMAT

5、错误！未找到引用源。若液已知，则 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。若物已知，则 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。方法二：用量筒测得物体漂浮在液面上所排开的液体体积Vi，以及物体的总体积V2。由漂浮条件，F浮=G物，即液gV排=物gV物有 液gV1=物gV2若物已知，则 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。=v若液已知，则 QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。21. 2. 2密度计的刻度“上小下大、上疏下密”的原因设想密度计OC是一根规则的柱形物体，如图21-6（a）所示。A、B是密度计的三等

6、分点，有 VOA = VAB = VBC。图21-6在图21-6（b）中，密度计A点和密度为1的液体液面相平齐，则F浮1=G物，1 g VOA =物gV物1 g QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。V物=物 gV物，1=3物所以A点应标上A=3物。在图21 6（c）中，密度计B点和密度为2的液体液面相平齐，则F浮2=G物，2 g VOB =物gV物2 g QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。V物=物 gV物，2 = QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。物所以B点应标上B = QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未

7、找到引用源。物。在图21-6（d）中，密度计C点和密度为3的液体液面相平齐，则F浮3=G物，3 g VOC =物gV物3gV物=物 gV物，3 =物所以C点应标上C =物。由上述可见，密度计刻度是不均匀的，所以x =2物以应标在A、B之间，所以密度计的刻度 是“上小下大、上疏下密”。22.3 例题解析21. 3.1利用浮力知识测物体的密度例1 通过实验测量小木块的密度。除待测小木块外，可以提供的器材有：一个盛有水的大容器，一个测量精度可以达到要求的弹簧测力计，一个小铁块和细线。要求：说明实验原理和实验方法，并给出小木块密度的最终表达式。已知小木块密度小于水的密度。【点拨】因为有弹簧测力计，可以

8、直接测得小木块的重力G，由G =mg可得小木块的质量为m = QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。本题的关键是要说明解决:如何获得小木块的体积V。根据阿基米德原理F浮=液 g V排，若能测得小木块浸没在水中时所受的浮力，由于这时V排=V木，那么可得V木=F浮 /（水g）。由于小木块密度小于水的密度，所以要将小木块与铁块拴在一起，两者在水中下沉（可以用沉锤法测量小木块的密度）。【解答】先仅将铁块浸没在水中，如图21-7（a）所示，这时测力计的示数为F1，铁块受到的浮力为F铁。根据图21-7（b）所示的受力分析及平衡条件，可得：F1=G+G铁-F铁 再将木块和铁块一起浸没在

9、水中，如图21-7（c）所示，这时测力计的示数为F2，木块受到的浮力为F木。根据图21 7（d）所示的受力分析及平衡条件，可得： （a） （b） （c） （d）图21-7F2 = G + G铁F木F铁 = 2 * GB3 一可得F1F2 = F木，即F1F2 =gV木，则V木 = QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。，= QUOTE * MERGEFORMAT 错误！未找到引用源。【答案】（1）实验原理： SKIPIF 1 0 ；实验步骤： 先在空气中用弹簧测力计测出小木块的重力G，则小木块的质量为 SKIPIF 1 0 ； 用细线将小木块与铁块系在一起，然后挂在弹簧测

10、力计下，小木块在上，铁块在下； 将铁块完全浸没在水中，此时小木块全部处于水面之上，记录弹簧测力计示数F1，根 据力的平衡知识，此时弹簧测力计的示数F1等于小木块和铁块总重力与铁块所受浮力之差； 将铁块和小木块完全浸没在水中，记录弹簧测力计的示数F2，此时弹簧测力计的示数 F2等于小木块和铁块总重力与小木块、铁块所受浮力之差； 以上两次测量数据F1和F2之差就等于小木块浸没在水中受到的浮力。由此可推算小木块的体积为 SKIPIF 1 0 ； 小木块的密度为 SKIPIF 1 0 ；小木块的密度表达式为 SKIPIF 1 乙丙木，则木块 （ ）A、在甲液体里露出液面最高B、在乙液体里露出液面最高C

11、、在丙液体里露出液面最高D、在三种液体里露出的液面一样高如图21-11所示，把一个小球分别放人盛满不同液体的A、B两个溢杯中，A杯中溢出的液体是40g，B杯中溢出的液体是50g，则A、B两杯中液体的密度之比是 （ ）等于4:5B、小于4:5C、大于4:5D、无法确定图21-11 图21-12如图21-12所示，已知甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系m-v图像，则甲、乙、丙的密度关系是（ ）A、甲乙丙，且甲乙丙，且甲水C、甲丙，且丙水D、甲乙丙，且丙水如图21-13所示，木块A、铁块B在水中处于静止状态。此时若往水中加些盐，A、B两物体所受到的浮力FA、FB的变化情况为 （ ）FA变大，FB变

12、大 B、FA变小，FB变小C、FA不变，FB变大 D、FA不变，FB变小图21-13用手把一个铝球和一个铁球同时浸没在水中，放手后一球上浮，另一球下沉。下列说法中正确的是（ ）铝球一定上浮，铁球一定下沉B、上浮的球一定是空心的C、下沉的球一定是实心的D、受到浮力大的球一定上浮座冰山漂浮在水面上，露出水面的体积为V1，冰的密度为1，水的密度为2，则这块冰受到的重力为（ ）A、 SKIPIF 1 0 B、 SKIPIF 1 0 C、 SKIPIF 1 0 D、 SKIPIF 1 0 体积为50 cm3的木块，浸人水中的部分占全部体积的3/5，求： （1）木块受到的浮力；（2）木块的质量。如图21-

13、14所示，某同学用弹簧测力计测得一物体重10 N，将该物体分别浸在甲、乙、丙容器中时，受到液体的浮力分别为：F甲=_N，F乙=_N，F丙 =_N。该同学分析甲、乙、丙可初步得出的结论是：浸在液体中的物体所受的浮力的大小与_、_有关。 甲 乙 丙 （a） （b）（c） （d）图21-14如图21 - 15所示，木块漂浮在水面上时，量筒内水面对应的刻度是V1；当木块上放一个小金属块时，水面对应的刻度是V2；若将小金属块取下慢慢地沉人筒底时，水面对应的刻度是V3，请用 V1、V2、/3、g为已知量求出下列各物理量的表达式：图21-15金属块的体积V = , （2）金属块受到的重力G= 。B卷如图21

14、-16所示，甲、乙两球用细线相连，放人水杯中，细线受的力为1N，两球正好悬浮在水中。如果细线断后，则甲球将 ，乙球将 。(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）图21-16体积相同的木块和冰块，它们都漂浮在水面上，则它们浸在水中的体积之比为 ，它们受到的浮力之比为 。（ SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 ）质量相同的木块和冰块，都漂浮在水面上，则它们排开水的体积之比为 ，它们受到的浮力之比为 。（ SKIPIF 1 0 ， SKIPIF 1 0 ）甲、乙两实心球，甲的质量是乙的3倍，把它们都浸没在酒精中，甲所受到的浮力是乙的二分之一，则甲、乙两球的密度之比为 。如图21 - 17所示

15、，质量相等的两个物体放在水中后处于静止状态，它们的密度分别为 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 ，受到的浮力分别为 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 ，则( ) A、 SKIPIF 1 0 B、 SKIPIF 1 0 C、 SKIPIF 1 0 D、 SKIPIF 1 0 图21-17如图21 - 18所示，一个重为10 N的实心金属块，挂在弹簧测力计下并浸人水中（弹簧测力计未画出），当金属块体积的1/3浸入水中静止时，弹簧测力计的示数为8 N。当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，弹簧测力计的示数将变为 （ ） A、可能是2N B、可能是6N C、可能是8N D、以

16、上答案都不对图21-187、如图21 - 19所示，把同一金属圆台按A、B两种方式浸没在水中，则两种情况下，圆台受到的水的向上与向下压力差大小是（ ） A、A方式大 B、B方式大 C、两种方式一样大 D、缺少条件，无法确定图21-198、容器中盛有重10 N的水,将一物体放入容器中，物体受到的浮力的大小（ ） A、 定等于10 N B、定小于或等于10 N C、 一定小于10 N D、有可能大于10 N一空心金属球的质量是0.5 kg,体积是600 cm3,把它投入水中，静止后它将（ ） A、漂浮在液面上 B、悬浮在水中 C、沉人水底 D、以上三种情况都有可能质量是150 g的物体，放进盛满水

17、的容器中时,溢出了140 cm3的水，则此物体将 （ ） A、沉到容器的底部 B、悬浮在水中 C、浮在水面 D、条件不足，无法确定一实心铁球和一实心铜球在空气中称等重，它们在真空中称则（ ） A、仍相等 B、铁球重 C、铜球重 D、无法判定质量均匀的物体悬浮于某种液体中,如果将此物体截成大小不等的两半，则( ) A、大的下沉，小的上浮 B、大、小两半都下沉 C、大、小两半都上浮 D、大、小两半都悬浮有一只空杯装满水后重20 N，放人一重为5 N1的木块后，溢出一些水，木块浮在水面上，这时杯子、水和木块共重（ ） A、15 N B、20 N C、25 N D、无法确定在图21 - 20中，P、Q

18、是两个台秤，上面各放一个盛有水的容器,P、Q的示数分别如图（a）所示，将物体浸没在水中，如图（b）所示，则P、Q的示数分别是（ ） A、2. 0N 1.0N B. 1.9N 1. 1.N C、 2.1 N 1.1ND、 2. 0N 1. IN图21-20物体在空气中用弹簧测力计称得示数为0. 8 N，若物体全部浸没在水中时，弹簧测力计的示数是0.31 N。求：（1）物体受到的浮力；（2）物体的体积。体积为1 m3的物体浮在水面时，有2/5的体积露出水面，求：（1）物体受到的浮力；（2）物 体的质量；（3）组成物体的物质密度。圆柱形容器底面积为2 dm2,里边装有水，在木块上压一石块，此时木块恰好没人水中， 水未溢出，将石块取走，水对容器底部的压强减小了1.96103 Pa。求：（1）石块取走后，木块露出水面的体积；（2）石块的质量为多大？把体积为V的实心长方体放入水里，静止时长方体能浮在水面。现将它露出水面的部分切去，再把它剩余部分放人水中。若要求长方体剩余部分静止时，露出水面的体积V与长方体的体积V的比值最大,则长方体的密度为多少？19、两质量相同的实心金属块，其密度之比 SKIPIF 1 0 ,使它们完全浸没在密度为 SKIPIF 1 0 的液体中，然后分别挂在一根悬点O的轻质杠杆两端A、B上，如图21-21所示，则当杠杆平 衡时，两悬